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使用次数:156
更新时间:2021-03-22
组卷/试题篮
1.

光合作用是地球上最重要的化学反应,发生在高等植物、藻类和光合细菌中。

1)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的 ____________ ,在碳(暗)反应中, RuBP羧化酶(R酶)催化CO 2 RuBP(C 5 )结合,生成 2分子C 3 ,影响该反应的外部因素,除光照条件外还包括 _________________________ (写出两个);内部因素包括 _____________ (写出两个)。

2)R酶由8个大亚基蛋白(L)和8个小亚基蛋白(S)组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S由细胞核基因编码并在 ___________ 中由核糖体合成后进入叶绿体,在叶绿体的 ___________ 中与 L组装成有功能的酶。

3)研究发现,原核生物蓝藻(蓝细菌)R酶的活性高于高等植物,有人设想通过基因工程技术将蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物,以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明,转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。

①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测 ________ ?请说明理由。 ______

②基于上述实验,下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括 ______

a.蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质

b.蓝藻与甲都以R酶催化CO 2 的固定

c.蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成

d.在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同

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题型:实验题
知识点:基因指导蛋白质的合成
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【答案】

光能 温度、 CO 2 浓度 R 酶活性、 R 酶含量、 C 5 含量、 pH (其中两个) 细胞质 基质 不能 转入蓝藻 S、L基因的同时没有去除甲的S基因,无法排除转基因植株R酶中的S是甲的S基因表达产物的可能性 a、b、c

【分析】

本题主要考查光合作用、基因工程及基因对性状的控制的有关知识。影响光合作用的外界因素主要有光照、温度、水、无机盐和 CO 2 浓度等,内部因素主要有色素的含量和种类、酶的含量及活性;要将新的基因转入,首先得将 “原配”基因从受体植株的细胞核和它的叶绿体基因组中给敲除掉。然后导入目的基因,等待它们将老片段“替换”掉了之后,用专门的培养基筛选出只含有这种叶绿体的细胞,再通过组织培养最终获得R酶活性很高的转基因植株。

【详解】

(1)地球上生物生命活动所需的能量来自有机物,有机物主要来自植物的光合作用,光合作用合成有机物需要光反应吸收光能,转化为ATP的化学能,然后ATP为暗反应中C 3 的还原提供能量,合成糖类。在暗反应中, RuBP 羧化酶(R酶)催化CO 2 RuBP(C 5 )结合,生成2分子C 3 ,这是光合作用的暗反应的二氧化碳的固定。暗反应的进行需要相关酶的催化,二氧化碳做原料,需要光反应提供 ATP,光反应需要色素、酶、水、光照等,故影响该反应的外部因素有光照、温度、CO 2 浓度、水、无机盐等;内部因素包括色素含量及种类、酶的含量及活性等。

(2)高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S由细胞核基因通过转录成mRNA ,mRNA 进入细胞质,与核糖体结合,合成为S蛋白;因R酶是催化CO 2 C 5 结合的,在叶绿体基质中进行,故 S蛋白要进入叶绿体,在叶绿体的基质中与L组装成有功能的酶。

(3) ①据题设条件可知,将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,只去除甲的L基因,没有去除甲的S基因。因此,转基因植株仍包含甲植株的S基因,不能排除转基因植株中R酶是由蓝藻的L蛋白和甲的S蛋白共同组成。故由上述实验不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测。

②根据上述实验,可以看出蓝藻的基因能导入到甲的DNA中,说明蓝藻和甲植株都以DNA为遗传物质;蓝藻中 R酶的活性高于高等植物,说明两者都以R酶催化CO 2 的固定;由于蓝藻 S、L基因均转入甲的叶绿体DNA中,且去除了甲的L基因,结果转基因植株合成了R酶,说明蓝藻R酶大亚基蛋白L在甲的叶绿体中合成,即蓝藻的基因在甲的叶绿体中可以表达,以上体现了生物界的统一性。在蓝藻中R酶组装是在细胞质基质,甲的叶肉细胞组装R酶是在叶绿体基质,则说明了不同生物之间具有差异性。因此,选abc。

【点睛】

解答本题关键抓住 “将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,同时去除甲的L基因。”这一条件,得知甲的S基因还在,可以合成S蛋白,故无法确定转基因植株中有活性的R酶完全是由蓝藻的S、L组装而成。

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ 光合作用是地球上最重要的化学反应,发生在高等植物、藻类和光合细菌中。(1)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的____________,在碳(暗)反应中,RuBP羧化酶(R酶)催化CO2与R ”主要考查你对 遗传信息的转录 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 遗传信息的转录的定义
遗传信息的转录:

1、概念:在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
 2、转录
(1)场所:细胞核(主要)
(2)模板:DNA片段(基因)的一条链
(3)原料:四种游离的核糖核苷酸
(4)酶:RNA聚合酶等
(5)过程
第一步:DNA双链解开,碱基暴露出来。
第二步:游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞,当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时,两者以氢键结合。
第三步:新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的 mRNA上。
第四步:合成的mRNA从DNA上释放,而后DNA 双链恢复。
(6)产物:RNA
◎ 遗传信息的转录的知识扩展
在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
转录和复制的比较:
  复制 转录 
场所 主要在细胞和内
解旋 完全解旋 只解有遗传效应的片段
模板 亲代DNA的两条链均为模板 DNA的一条链上的某片段为模板
解旋酶、DNA聚合酶等 解旋酶、RNA聚合酶等
能量 ATP
原则 A-T、G-C A-U、G-C
原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸
产物 两个子代DNA 信息RNA
RNA的种类:mRNA、tRNA和rRNA
相关计算:转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半,且基因模板链中A+T(或C+G)与mRNA分子中U+A(或C+G)相等。
◎ 遗传信息的转录的知识对比
转录和复制的比较:

  复制 转录 
场所 主要在细胞和内
解旋 完全解旋 只解有遗传效应的片段
模板 亲代DNA的两条链均为模板 DNA的一条链上的某片段为模板
解旋酶、DNA聚合酶等 解旋酶、RNA聚合酶等
能量 ATP
原则 A-T、G-C A-U、G-C
原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸
产物 两个子代DNA 信息RNA


RNA与DNA的区别:

种类 DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸)
组成成分 五碳糖 脱氧核糖 核糖
磷酸 磷酸
碱基 A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)
基本单位 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
结构 规则的双螺旋结构 常呈单链结构
分布 主要分布在细胞核内的染色体上,在线粒体和叶绿体上 主要分布在细胞质中
功能 传递和表达遗传信息 mRNA:翻译的模板
tRNA:识别密码子,运输特定氨基酸
rRNA:构成核糖体
◎ 遗传信息的转录的知识点拨
知识点拨:

1、RNA的组成与分类
(1)基本单位:核糖核苷酸。
(2)组成成分

(3)特点
①一般是单链,长度比DNA短。
②能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。
4.RNA的种类、作用及结构
mRNA tRNA rRNA
分布部位 常与核糖体结合 细胞质中 与蛋白质结合形成核糖体
特点 带有从DNA上转录下来的遗传信息 一端能与氨基酸结合,另一端有反密码子与mRNA上遗传密码子配对 由核仁组织区的DNA转录而来,是核糖体的组成物质
功能 翻译时作模板 翻译时识别密码子和搬运氨基酸 参与构成合成蛋白质的场所
结构 单链 单链,常有部分碱基配对,形成三叶草型结构 单链
共同点 ┃①都是经转录产生;②基本组成单位相同;③都与翻译过程有关
5、DNA、RNA中核苷酸成分比较
①一定相同的成分:磷酸。
②一定不同的成分:五碳糖。
③可能相同可能不同的成分:含氮碱基(A、U、T、 G、C)。
◎ 遗传信息的转录的考试要求
暂无
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